DE102012208233A1

DE102012208233A1 - Controlling temperature of band-shaped substrates e.g. substrate sheets, comprises directly heating guide segment arranged in channels by heating or cooling elements or by passing heating or cooling elements through channels

Info

Publication number: DE102012208233A1
Application number: DE201210208233
Authority: DE
Inventors: Michael Hentschel; Hubertus VON DER WAYDBRINK
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne GmbH
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2013-11-21

Abstract

The method comprises directly heating a guide segment (21) arranged in channels by heating or cooling elements or by passing the heating or cooling elements through the channels. The heating step is carried out by a guide surface space apart from the heating or cooling elements. An independent claim is included for a device for temperature control of band-shaped substrates.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperierung bandförmiger Substrate, bei denen das Substratband während seines Transports auf eine definierte Temperatur oder einen definierten Temperaturbereich einzustellen ist. Die Erfindung betrifft ebenso eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschichtung bandförmiger Substrate unter Verwendung einer solchen Temperierung. The invention relates to a method for tempering strip-shaped substrates, in which the substrate strip is to be adjusted during its transport to a defined temperature or a defined temperature range. The invention also relates to a device for carrying out the method and to a method and a device for coating strip-shaped substrates using such a temperature control.

Bei einem solchen Verfahren wird das bandförmige Substrat, nachfolgend auch als Substratband bezeichnet, mittels einer Transportvorrichtung entlang eines Transportpfades geführt. Die Führung des Substratbands, das in verschiedenen Anwendungen, z.B. in der flexiblen Solarzellen- oder Displayherstellung, eine Länge von vielen Metern aufweisen kann, erfolgt entlang seines Transportpfades mittels verschiedener Führungsmittel, z.B. um ein gleichmäßiges und reproduzierbares Beschichtungsergebnis zu erzielen. Als Führungsmittel sind Rollen, Walzen oder andere, das Substratband durch die Eigenbewegung des Führungsmittels mitnehmende Vorrichtungen bekannt. In such a method, the band-shaped substrate, also referred to below as the substrate band, is guided by means of a transport device along a transport path. The guidance of the substrate tape used in various applications, e.g. in flexible solar cell or display manufacture, may have a length of many meters, along its transport path by means of various guiding means, e.g. to achieve a uniform and reproducible coating result. As a guide means rollers, rollers or other, the substrate band by the proper movement of the guide means entraining devices are known.

So ist es beispielsweise im Rahmen der Substratbeschichtung erforderlich, eine thermisch stimulierte Prozessumgebung herzustellen, indem das Substratband zumindest in einem Abschnitt des Beschichtungsprozesses, währenddessen oder vor oder nach dem Beschichten, auf eine bevorzugte Temperatur oder bevorzugten Temperaturbereich eingestellt, d.h. erwärmt oder Wärme abgeführt wird. Damit kann die abzuscheidende Schicht oder die bereits auf dem Substratband abgeschiedene Schicht in ihren Eigenschaften gezielt beeinflusst werden. For example, in the context of substrate coating, it is necessary to prepare a thermally stimulated process environment by adjusting the substrate tape to a preferred temperature or preferred temperature range, at least in a portion of the coating process, during or before or after coating, i. heated or heat is dissipated. In this way, the layer to be deposited or the layer already deposited on the substrate strip can be specifically influenced in terms of its properties.

Für die verschiedenen Anwendungsfälle sind derzeit Substrattemperaturen im Bereich bis ca. 550°C erforderlich, wobei durchaus auch eine Stabilisierung der Substrattemperatur auf Raumtemperatur oder wenig darüber erforderlich sein kann. Je nach Art des Verfahrens, dem die Substrattemperierung dienen soll, und je Anforderungen an das behandelte Substratband können mittels der Temperatur z.B. die Haftungseigenschaften des Substrats oder von Beschichtungen des Substrats, deren optischen und/oder elektrischen Eigenschaften oder Schichtstrukturen und anderes mehr gezielt beeinflusst werden. Insbesondere für PVD und CVD-Beschichtungsverfahren und bevorzugt für die Vakuumprozesse sind solche gezielten Temperaturregimes des Substratbands bekannt. For the various applications, substrate temperatures in the range up to about 550 ° C are currently required, although stabilization of the substrate temperature to room temperature or slightly higher may well be required. Depending on the nature of the process, which is to serve the substrate temperature, and depending on the requirements of the treated substrate tape, the temperature can be used e.g. the adhesion properties of the substrate or of coatings of the substrate, whose optical and / or electrical properties or layer structures and others are more specifically influenced. In particular for PVD and CVD coating processes and preferably for the vacuum processes, such targeted temperature regimes of the substrate strip are known.

So wird in der EP 1 881 087 A1 ein plasmaunterstützter CVD-Beschichtungsprozess beschrieben, bei dem das Substratband während seines Laufs über eine Führungsrolle unmittelbar vor dem Beschichten erwärmt wird. Allerdings ist es aufgrund der Ausdehnung des Bandes schwierig, die Führung des Substratbands durch den Beschichtungsbereich unabhängig von der Substrattemperatur stabil zu halten. Zudem ist eine gezielte Einstellung der Substrattemperatur nur in größeren Bereichen des Substratbands möglich. So will in the EP 1 881 087 A1 a plasma-assisted CVD coating process is described in which the substrate belt is heated during its run via a guide roller immediately before coating. However, due to the expansion of the tape, it is difficult to stably maintain the guidance of the substrate tape through the coating area regardless of the substrate temperature. In addition, a targeted adjustment of the substrate temperature is possible only in larger areas of the substrate strip.

In der EP 2 096 190 A1 wird das Substratband durch den Beschichtungsbereich gemeinsam mit einem Endlosband geführt. Das Endlosband führt und kontaktiert das Substratband im Beschichtungsbereich. Durch den Kontakt beider Bänder kann ein Wärmeaustausch erfolgen, so dass über Heiz- und Kühlmittel im Endlosband oder in dessen Führungsrollen eine Einstellung der Temperatur des Endlosbandes und über Wärmeübertragung auch des Substratbands erfolgen kann. Diese Temperierung des Endlosbandes über die rotierenden Teile ist jedoch anlagentechnisch sehr aufwändig. In the EP 2 096 190 A1 The substrate tape is guided through the coating area together with an endless belt. The endless belt guides and contacts the substrate tape in the coating area. Through the contact of both bands heat exchange can take place, so that via heating and cooling means in the endless belt or in its guide rollers, an adjustment of the temperature of the endless belt and heat transfer and the substrate strip can be done. However, this temperature control of the endless belt on the rotating parts is technically very complex equipment.

In DE 10 2012 205 254 sind ein Temperierungsverfahren und eine dazu verwendbare Vorrichtung offenbart, mit denen die Wärmeübertragung auf ein bandförmiges Substrat insbesondere in der Beschichtungsumgebung verbessert und mit geringerem technischen Aufwand realisierbar ist. Bei der dortigen Vorrichtung zur Temperierung bandförmiger Substrate mit einer Transportvorrichtung zum geführten Transport eines solchen Substratbands entlang eines Transportpfades und mit einem temperierbaren Thermoband, welches in einem Bereich des Transportpfades, nachfolgend als Temperaturbereich bezeichnet, entlang des Transportpfades mittels Führungsmittel transportiert und geführt wird, so dass in ein thermischer Kontakt zu einem Substratband zur Einstellung dessen Temperatur herstellbar ist, wird vorgeschlagen, dass die Führungsmittel zumindest ein relativ zum Transportpfad stationäres Führungssegment umfassen, welches im Temperaturbereich zur Führung des Thermobandes entlang des Transportpfades angeordnet ist und welches eine temperierbare Führungsfläche aufweist, die dem Thermoband gegenübersteht. In DE 10 2012 205 254 a temperature control method and a device which can be used for this purpose are disclosed with which the heat transfer to a belt-shaped substrate, in particular in the coating environment, can be improved and implemented with less technical outlay. In the local device for tempering strip-shaped substrates with a transport device for the guided transport of such a substrate strip along a transport path and with a temperature-controlled thermal ribbon, which in a region of the transport path, hereinafter referred to as the temperature range, transported and guided along the transport path by means of guidance, so that in a thermal contact with a substrate belt for adjusting the temperature to be produced, it is proposed that the guide means comprise at least one stationary relative to the transport path guide segment, which is arranged in the temperature range for guiding the thermal tape along the transport path and which has a temperature-controllable guide surface, the Thermoband facing.

Zu der dort beschriebenen Vorrichtung gibt es ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Führungssegmente alle erwärmt oder gekühlt werden können. Dazu weisen die Führungssegmente mehrere Kanäle auf, in die Heiz- oder Kühlelemente eingeführt sind. Die Heiz- und Kühlelemente gestatten in Verbindung mit den Isolationsschichten eine für jedes Führungssegment getrennte Temperatursteuerung. Alternativ können die Kanäle auch zur Durchführung von Heiz- oder Kühlmitteln dienen. Sofern zwei oder mehr Führungssegmente auf die gleiche Temperatur eingestellt werden, können die Isolationsschichten auch entfallen. For the device described there, there is an embodiment in which the guide segments can all be heated or cooled. For this purpose, the guide segments on several channels, are introduced in the heating or cooling elements. The heating and cooling elements allow, in conjunction with the insulation layers, a separate temperature control for each guide segment. Alternatively, the channels can also serve for the implementation of heating or cooling means. If two or more guide segments are set to the same temperature, the insulation layers can also be omitted.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die vorteilhafte Weiterbildung der in der Patentanmeldung DE 10 2012 205 254 offenbarten Erfindung. Nachfolgend werden zu diesem Zweck das konkrete Ausführungsbeispiel der Patentanmeldung DE 10 2012 205 254 beansprucht und ein alternatives Ausführungsbeispiel beschrieben und beansprucht, welches die Erfindung weiterbildet. The present invention aims the advantageous development of the in the patent application DE 10 2012 205 254 disclosed invention. Hereinafter, the specific embodiment of the patent application DE 10 2012 205 254 claimed and described and claimed an alternative embodiment, which further develops the invention for this purpose.

Bei dem Verfahren zur Temperierung bandförmiger Substrate gemäß Patentanmeldung DE 10 2012 205 254 kann eine direkte Temperierung des mindestens einen Führungssegments durch in Kanälen des Führungssegments angeordnete Heiz- oder Kühlelemente oder durch das Durchleiten von Heiz- oder Kühlmittel durch derartige Kanäle erfolgen. Mit anderen Worten wird das Führungssegment bei dieser Ausgestaltung durch direkten Kontakt mit mindestens einer Wärmequelle beheizt oder durch direkten Kontakt mit mindestens einer Wärmesenke gekühlt. Die Temperierung der Führungsfläche erfolgt somit hauptsächlich durch Wärmeleitung. In the method for tempering strip-shaped substrates according to patent application DE 10 2012 205 254 For example, direct tempering of the at least one guide segment can take place by means of heating or cooling elements arranged in channels of the guide segment or by passing heating or cooling medium through such channels. In other words, the guide segment is heated in this embodiment by direct contact with at least one heat source or cooled by direct contact with at least one heat sink. The temperature of the guide surface is thus mainly by heat conduction.

Analog zu dieser Verfahrensvariante kann bei der Vorrichtung zur Temperierung bandförmiger Substrate gemäß von Patentanmeldung DE 10 2012 205 254 das Führungssegment Kanäle zur Aufnahme von Heiz- oder Kühlelementen oder für das Durchleiten von Heiz- oder Kühlmittel aufweisen, um die oben beschriebene direkte Temperierung des Führungssegments zu ermöglichen. Analogous to this process variant can in the apparatus for tempering strip-shaped substrates according to patent application DE 10 2012 205 254 the guide segment channels for receiving heating or cooling elements or for the passage of heating or cooling means to enable the above-described direct temperature control of the guide segment.

Alternativ oder zusätzlich kann bei dem Verfahren zur Temperierung bandförmiger Substrate gemäß Patentanmeldung DE 10 2012 205 254 eine indirekte Temperierung des mindestens einen Führungssegments (21) durch der Führungsfläche (22) gegenüberliegend beabstandet angeordnete Heiz- oder Kühlelemente erfolgen. Mit anderen Worten wird das Führungssegment bei dieser Ausgestaltung ohne physischen Kontakt durch mindestens eine in der Nähe angeordnete Wärmequelle beheizt oder ohne physischen Kontakt durch mindestens eine in der Nähe angeordnete Wärmesenke gekühlt. Die Temperierung der Führungsfläche erfolgt somit hauptsächlich durch Wärmestrahlung. Alternatively or additionally, in the method for tempering strip-shaped substrates according to patent application DE 10 2012 205 254 an indirect temperature control of the at least one guide segment ( 21 ) through the guide surface ( 22 ) arranged opposite spaced heating or cooling elements. In other words, in this embodiment, the guide segment is heated without physical contact by at least one near-arranged heat source or cooled without physical contact by at least one heat sink located in the vicinity. The temperature of the guide surface is thus mainly by heat radiation.

Analog zu dieser Verfahrensvariante können bei der Vorrichtung zur Temperierung bandförmiger Substrate gemäß von Patentanmeldung DE 10 2012 205 254 der Führungsfläche gegenüberliegend und beabstandet Heiz- oder Kühlelemente angeordnet sein, um die oben beschriebene indirekte Temperierung des Führungssegments zu ermöglichen. Analogous to this process variant can in the apparatus for tempering strip-shaped substrates according to patent application DE 10 2012 205 254 the guide surface opposite and spaced heating or cooling elements may be arranged to allow the above-described indirect temperature control of the guide segment.

Bei dieser Ausgestaltung der Vorrichtung kann weiter vorgesehen sein, dass das Führungselement Vertiefungen oder Durchbrüche aufweist. Auf diese Weise wird der größte Teil der Wärmestrahlung von der Wärmequelle, beispielsweise einem Heizelement oder einer von einem Heizmittel durchflossenen Leitung, durch die Vertiefungen und eine reduzierte Materialdicke des Führungssegments bzw. durch die Durchbrüche des Führungssegments hindurch ohne Wärmeleitung des Führungssegments auf das Thermoband geleitet und von diesem an das Substratband abgegeben (bei gewünschter Heizung des Substratbandes) bzw. vom Thermoband, das Wärme vom Substratband aufgenommen hat, durch die Vertiefungen und eine reduzierte Materialdicke des Führungssegments bzw. durch die Durchbrüche des Führungssegments hindurch ohne Wärmeleitung des Führungssegments zur Wärmesenke, beispielsweise einem Kühlelement oder einer von einem Kühlmittel durchflossenen Leitung (bei gewünschter Kühlung des Substratbandes), geleitet werden. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass die Vertiefungen oder Durchbrüche wabenartig angeordnet sind. Eine bienenwabenförmige Anordnung der Vertiefungen oder Durchbrüche, bei der die Vertiefungen oder Durchbrüche von in der Transportrichtung gesehen aufeinanderfolgenden Reihen quer zur Transportrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, sorgt für eine homogene Temperaturverteilung im Substrat und verhindert die Bildung von Temperaturstreifen, d.h. streifenförmigen Bereichen unterschiedlicher Temperatur auf dem Substrat In this embodiment of the device can further be provided that the guide element has recesses or openings. In this way, the majority of the heat radiation from the heat source, for example a heating element or a line through which a heating medium flows, is passed through the depressions and a reduced material thickness of the guide segment or through the openings of the guide segment without heat conduction of the guide segment onto the thermoband and from this to the substrate strip (at desired heating of the substrate strip) or from the thermal tape, which has absorbed heat from the substrate strip, through the wells and a reduced material thickness of the guide segment or through the openings of the guide segment through without heat conduction of the guide segment to the heat sink, for example a cooling element or a line through which a coolant flows (with desired cooling of the substrate strip). It can further be provided that the recesses or openings are arranged like a honeycomb. A honeycomb-shaped arrangement of the depressions or openings, in which the depressions or openings of successive rows seen in the transport direction are arranged offset from each other transversely to the transport direction, ensures a homogeneous temperature distribution in the substrate and prevents the formation of temperature stripes, i. strip-shaped areas of different temperature on the substrate

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei Führungssegmente vorgesehen sind und zwischen den zumindest zwei Führungssegmenten eine Umlenkrolle angeordnet ist. Diese zusätzliche Umlenkrolle kann beispielsweise antreibbar sein. Durch diese zwischen den Führungssegmenten angeordnete Umlenkrolle lassen sich auch relativ enge Umlenkwinkel für das Substratband erzielen, so dass der Transportpfad auch innerhalb einer Prozesskammer einer Beschichtungsanlage mit relativ geringem Volumen verlaufen kann, so dass der Aufwand zur Evakuierung der Prozesskammer gering gehalten werden kann. In a further embodiment of the device can be provided that at least two guide segments are provided and a deflection roller is arranged between the at least two guide segments. This additional pulley can be driven, for example. By means of this deflection roller arranged between the guide segments, it is also possible to achieve relatively narrow deflection angles for the substrate strip, so that the transport path can also run within a process chamber of a coating system with a relatively small volume, so that the expense for evacuating the process chamber can be kept low.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die zwischen den zumindest zwei Führungssegmenten angeordnete Umlenkrolle selbst direkt oder indirekt temperierbar ist, wobei für eine direkte Temperierbarkeit der Umlenkrolle die Umlenkrolle beispielsweise Kanäle zur Aufnahme von Heiz- oder Kühlelementen oder für das Durchleiten von Heiz- oder Kühlmittel aufweisen kann. According to a further embodiment, it is provided that the deflecting roller arranged between the at least two guide segments can itself be tempered directly or indirectly, wherein the deflecting roller, for example, channels for receiving heating or cooling elements or for passing heating or cooling means for a direct temperature control of the deflection roller can have.

Weiterhin wird bei einer Vorrichtung zur Beschichtung bandförmiger Substrate gemäß Patentanmeldung DE 10 2012 205 254 vorgeschlagen, dass das Substratband in einem Bereich des Beschichtungsprozesses, nachfolgend als Temperaturbereich bezeichnet, mittels einer Vorrichtung wie oben beschrieben temperiert wird. Furthermore, in a device for coating strip-shaped substrates according to patent application DE 10 2012 205 254 proposed that the substrate strip in a region of the coating process, hereinafter referred to as the temperature range, is tempered by means of a device as described above.

Dabei kann gemäß einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass am Anfang des Transportpfads eine Spenderrolle zum Abwickeln des Substratbands angeordnet ist und dass am Ende des Transportpfads eine Aufnehmerrolle zum Aufwickeln des Substratbands angeordnet ist, wobei die Spenderrolle und die Aufnehmerrolle in derselben Schleusenkammer der Beschichtungsvorrichtung angeordnet sind. Die Prozesskammer kann sich an die Schleusenkammer anschließen und beispielsweise ein oder zwei Schlitzventile aufweisen, durch das bzw. durch die das Substratband von der in der Schleusenkammer angeordneten Spenderrolle ausgehend in die Prozesskammer, in der das oder die Führungssegmente sowie die Beschichtungsquelle oder Beschichtungsquellen angeordnet sind, und aus der Prozesskammer heraus zurück in die Schleusenkammer erstreckt, wo auch die Aufnehmerrolle angeordnet ist. Auf diese Weise ist die Beschichtungsvorrichtung einfacher und kostengünstiger herstellbar, weil nur eine einzige Schleusenkammer benötigt wird. Die Schlitzventile können zusätzlich durch Schieberventile verschließbar sein. Wird das Substratband zwischen Schleusenkammer und Prozesskammer durch ein gemeinsames Schlitzventil geführt, so ergibt sich eine kostengünstige Vereinfachung, weil dieses gemeinsame Schlitzventil durch ein einziges gemeinsames Schieberventil verschließbar ist. It can be provided according to an embodiment that at the beginning of the transport path, a donor roll for unwinding the substrate strip is arranged and that at the end of the transport path a pick-up roller for winding the substrate strip is arranged, wherein the donor roll and the pick-up roller are arranged in the same lock chamber of the coating device. The process chamber may adjoin the lock chamber and comprise, for example, one or two slit valves through which the substrate strip is arranged from the donor roll arranged in the lock chamber into the process chamber in which the guide segment (s) and the coating source or coating sources are arranged. and extends out of the process chamber back into the lock chamber, where the pickup roller is arranged. In this way, the coating device is easier and cheaper to produce because only a single lock chamber is needed. The slit valves can additionally be closed by slide valves. If the substrate strip guided between the lock chamber and process chamber by a common slit valve, so there is a cost-simplification, because this common slit valve can be closed by a single common slide valve.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the accompanying drawing shows

1 eine Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung in perspektivischer Darstellung und 1 a roll-to-roll coating device with a temperature control device according to the invention in a perspective view and

2 die Temperierungsvorrichtung gemäß 1 in einer Seitenansicht. 2 the temperature control device according to 1 in a side view.

Mit einer Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsvorrichtung gemäß 1 ist ein bandförmiges Substrat, in der vorliegenden Beschreibung als Substratband 1 bezeichnet, z.B. mittels PVD zu beschichten. Als Beschichtungsquelle 2 dienen im Ausführungsbeispiel Rohrmagnetrons. Alternativ können aber auch andere Beschichtungsverfahren und andere Beschichtungsquellen zu Anwendung kommen, bei PVD-Verfahren zum Beispiel planare Zerstäubungskathoden, Ionenquellen oder Verdampferquellen. With a roll-to-roll coating apparatus according to 1 is a belt-shaped substrate, in the present specification as a substrate strip 1 referred to, for example by PVD coat. As a coating source 2 serve in the embodiment Rohrmagnetrons. Alternatively, however, other coating methods and other coating sources may also be used; in PVD methods, for example planar sputtering cathodes, ion sources or evaporation sources.

Als Substrat wird im Ausführungsbeispiel polyimide oder SiO2-Folie verwendet, die unter anderem mit Molybdän oder aluminiumdotiertem Zinkoxid beschichtet für Rück- oder Frontseitenkontakte oder/und für Absorber von CIGS-Solarzellen zur Anwendung kommen. The substrate used in the exemplary embodiment is polyimide or SiO 2 film, which is used inter alia with molybdenum or aluminum-doped zinc oxide for rear or front side contacts and / or for absorbers of CIGS solar cells.

In 1 sind schematisch die für den Substrattransport und dessen Temperierung notwendigen Komponenten in Bezug auf den Beschichtungsbereich dargestellt. In 1 The components necessary for substrate transport and its temperature control are shown schematically in relation to the coating area.

Die Temperierungsvorrichtung 7 ist in einer Prozesskammer 9 angeordnet. An die Prozesskammer 9 schließt sich eine Schleusenkammer 8 an, in der eine Spenderrolle 5 und eine Aufnehmerrolle 6 angeordnet sind. Die Spenderrolle 5 zum Abwickeln des Substratbands 1 bildet den Anfang des Transportpfads und die Aufnehmerrolle 6 zum Aufwickeln des Substratbands 1 bildet das Ende des Transportpfads, auf dem das Substratband 1 in Substrattransportrichtung 4 durch die Prozesskammer 9 hindurch und dabei an den Beschichtungsquellen 2 vorbei bewegt wird. The tempering device 7 is in a process chamber 9 arranged. To the process chamber 9 closes a lock chamber 8th in which a donor role 5 and a pickup role 6 are arranged. The donor role 5 for unwinding the substrate belt 1 forms the beginning of the transport path and the pickup roller 6 for winding the substrate tape 1 forms the end of the transport path on which the substrate tape 1 in substrate transport direction 4 through the process chamber 9 through and at the coating sources 2 is moved past.

Das Substratband 1 wird dabei in der Schleusenkammer 8 von der Spenderrolle 5 abgewickelt, durch ein Schlitzventil 10 hindurch in die Prozesskammer 9 hinein und an den Beschichtungsquellen 2 vorbei bewegt und dabei beschichtet. Das beschichtete Substratband 1 wird anschließend von der Prozesskammer 9 durch ein Schlitzventil 10 hindurch wieder in die Schleusenkammer 8 hinein bewegt und dort auf eine Aufnehmerrolle 6 aufgewickelt. The substrate tape 1 is doing in the lock chamber 8th from the donor roll 5 unwound, through a slit valve 10 through into the process chamber 9 in and at the coating sources 2 moved over and coated it. The coated substrate tape 1 is subsequently from the process chamber 9 through a slit valve 10 through back into the lock chamber 8th moved into it and there on a pickup roll 6 wound.

Im Beschichtungsbereich, den Beschichtungsquellen 2 gegenüber liegend ist eine erfindungsgemäße Temperierungsvorrichtung 7 angeordnet. In the coating area, the coating sources 2 lying opposite is a tempering device according to the invention 7 arranged.

Die Temperierungsvorrichtung 7 umfasst zwei Führungssegmente 21 mit konvexen Führungsflächen 22, über die das Substratband 1 geführt wird. Zwischen den beiden Führungssegmenten 21 ist eine temperierbare Umlenkrolle (25) angeordnet, über die das Substratband 1 ebenfalls geführt wird und die direkt temperierbar ist. Dazu weist die Umlenkrolle 25 Kanäle 27 zur Aufnahme von Heiz- oder Kühlelementen auf. The tempering device 7 includes two guide segments 21 with convex guide surfaces 22 over which the substrate tape 1 to be led. Between the two guide segments 21 is a temperature-controlled deflection roller ( 25 ), over which the substrate strip 1 is also guided and which is directly tempered. For this purpose, the pulley 25 channels 27 for holding heating or cooling elements.

Zwischen dem Substratband 1 und den Führungsflächen 22 der Führungssegmente 21 ist ein mit dem Substratband 1 bewegtes endloses Thermoband 24 angeordnet, das im Ausführungsbeispiel aus einer Chrom-Nickel haltigen Legierung, vorzugsweise Inconel^®Alloy 718 besteht. Es wird über zwei Umlenkrollen 25, die gleichzeitig als Antriebsrollen dienen, geführt und ist als Endlosband ausgebildet. Das Thermoband 24 weist im Ausführungsbeispiel im Randbereich eine Perforation (nicht dargestellt) auf, in die die Antriebsrollen eingreifen und das Thermoband 24 mit einer definierten Geschwindigkeit und entlang des Transportpfades des Substratbandes bewegen. Das Thermoband kann außerdem durch eine Spannrolle 26 gespannt gehalten werden. Between the substrate band 1 and the guide surfaces 22 the leadership segments 21 is one with the substrate tape 1 moving endless thermoband 24 arranged, which consists in the embodiment of a chromium-nickel-containing alloy, preferably Inconel ^® Alloy 718. It is about two pulleys 25 , which also serve as drive rollers, out and is designed as an endless belt. The thermoband 24 has in the embodiment in the edge region of a perforation (not shown), in which engage the drive rollers and the thermal tape 24 move at a defined rate and along the transport path of the substrate belt. The thermoband can also by a tensioner 26 be kept curious.

Die Antriebsgeschwindigkeit des Thermobandes 24 wird mit der des Substratbandes 1 synchronisiert. Das erfolgt z.B., indem die Substratgeschwindigkeit als Mastergeschwindigkeit verwendet wird, zu der alle übrigen Geschwindigkeiten durch eine geeignete Antriebsteuerung oder mechanische Verbindung synchronisiert werden. Eine Schlupfkontrolle und -regelung ist mit den für Endlosbänder gängigen Verfahren möglich. The drive speed of the thermoband 24 becomes with that of the substrate band 1 synchronized. This is done, for example, by the Substrate speed is used as the master speed to which all other speeds are synchronized by a suitable drive control or mechanical connection. Slip control and control is possible with the usual procedures for endless belts.

Die Führungssegmente 21, die im Ausführungsbeispiel aufgrund seiner guten Gleiteigenschaften und seiner Vakuumtauglichkeit aus Graphit bestehen, können alle erwärmt oder gekühlt werden. Dazu weisen die Führungssegmente 21 wabenartig angeordnete Durchbrüche 29 auf. Auf der der jeweiligen Führungsfläche 22 gegenüberliegenden Seite der Führungssegmente 21 ist jeweils eine Anordnung von Heiz- oder Kühlelementen 28 angeordnet. Die Durchbrüche 29 erleichtern den Austausch von Wärmestrahlung zwischen dem Substratband 1 und Thermoband 24 einerseits und den Heiz- und Kühlelementen 28 andererseits. Die Heiz- und Kühlelemente 28 gestatten in Verbindung mit den Durchbrüchen 29 eine für jedes Führungssegment 21 getrennte Temperatursteuerung. The guiding segments 21 , which consist in the embodiment due to its good sliding properties and its vacuum compatibility of graphite, can all be heated or cooled. For this purpose, the guide segments 21 honeycomb breakthroughs 29 on. On the respective guide surface 22 opposite side of the guide segments 21 is in each case an arrangement of heating or cooling elements 28 arranged. The breakthroughs 29 facilitate the exchange of heat radiation between the substrate strip 1 and thermal band 24 on the one hand and the heating and cooling elements 28 on the other hand. The heating and cooling elements 28 allow in connection with the breakthroughs 29 one for each leadership segment 21 separate temperature control.

Der Kontaktbereich, in welchem das Thermoband 24 mit dem Substratband 1 in flächigem Kontakt steht, erstreckt sich über die Führungsflächen 22 der beiden Führungssegmente 21 sowie die dazwischen angeordnete temperierbare Umlenkrolle 25. Je nach Temperaturregime kann der Temperaturbereich sich über den gesamten Kontaktbereich erstrecken oder nur über Abschnitte davon. The contact area in which the thermoband 24 with the substrate tape 1 is in surface contact, extends over the guide surfaces 22 the two guide segments 21 as well as the temperature-controlled deflection roller arranged therebetween 25 , Depending on the temperature regime, the temperature range may extend over the entire contact area or only over portions thereof.

Werden die Führungssegmente 21 temperiert, wird Wärmeenergie über die Durchbrüche 29 der Führungsfläche 22, an der das Thermoband 24 anliegt, durch Wärmestrahlung in das Thermoband 24 und von diesem durch Wärmeleitung zum Substratband 1 übertragen oder in umgekehrter Richtung von dort abgegeben. Aufgrund des geringflächigen thermischen Kontakts zwischen jeder Führungsfläche 22 und dem Substratband 1 ist das Substratband 1 während seines Transports entlang des Kreisbogens nacheinander an jeder Führungsfläche 22 auf dieselbe oder eine abweichende Temperatur einstellbar. Die Geschwindigkeit des Substratbandes 1 und des dazu synchron laufenden Thermobandes 24 ist gering genug, dass bei den mit der Temperierungsvorrichtung bereitgestellten Wärmeübertragungseigenschaften die mit den Führungssegmenten 21 bereitgestellte, jeweils benötigte Prozesstemperatur unmittelbar an das Substratband übertragen wird. Be the leader segments 21 tempered, heat energy is transmitted through the breakthroughs 29 the guide surface 22 at the thermoband 24 is applied, by heat radiation in the thermoband 24 and from this by heat conduction to the substrate band 1 transferred or returned in the opposite direction from there. Due to the small surface thermal contact between each guide surface 22 and the substrate tape 1 is the substrate band 1 during its transport along the circular arc successively on each guide surface 22 adjustable to the same or a different temperature. The speed of the substrate tape 1 and the synchronous thermal ribbon 24 is low enough that in the heat transfer properties provided with the tempering device, that with the guide segments 21 provided, each required process temperature is transmitted directly to the substrate strip.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Substratband substrate strip
2 2: Beschichtungsquelle coating source
3 3: Transportrollen transport wheels
4 4: Substrattransportrichtung Substrate transport direction
5 5: Spenderrolle supply roll
6 6: Aufnehmerrolle takeup
7 7: Temperierungsvorrichtung tempering
8 8th: Schleusenkammer lock chamber
9 9: Prozesskammer process chamber
10 10: Schlitzventil slit valve
20 20: Temperaturbereich temperature range
21 21: Führungssegmente guide segments
22 22: Führungsfläche guide surface
24 24: Thermoband thermal tape
25 25: Umlenkrolle idler pulley
26 26: Spannrolle idler
27 27: Kanal channel
28 28: Heiz- oder Kühlelemente Heating or cooling elements
29 29: Vertiefung oder Durchbruch Recess or breakthrough

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1881087 A1 [0005]
EP 2096190 A1 [0006]
DE 102012205254 [0007, 0009, 0010, 0011, 0012, 0013, 0017]

Claims

Process for tempering strip-shaped substrates according to patent application DE 10 2012 205 254, characterized in that a direct temperature control of the at least one guide segment ( 21 ) in channels ( 27 ) of the guide segment ( 21 ) arranged heating or cooling elements ( 28 ) or by passing heating or cooling medium through such channels ( 27 ) he follows.

Process for tempering strip-shaped substrates according to patent application DE 10 2012 205 254, characterized in that an indirect temperature control of the at least one guide segment ( 21 ) through the guide surface ( 22 ) oppositely spaced heating or cooling elements ( 28 ) he follows.

Device for tempering strip-shaped substrates according to patent application DE 10 2012 205 254, characterized in that the guide segment channels ( 27 ) for receiving heating or cooling elements ( 28 ) or for the passage of heating or cooling means.

Device for tempering strip-shaped substrates according to patent application DE 10 2012 205 254, characterized in that the guide surface ( 22 ) and spaced heating or cooling elements ( 28 ) are arranged.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the guide element depressions or openings ( 29 ) having.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the depressions or openings ( 29 ) are arranged honeycomb.

Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that at least two guide segments ( 21 ) are provided and between the at least two guide segments ( 21 ) a pulley ( 25 ) is arranged.

Apparatus according to claim 7, characterized in that between the at least two guide segments ( 21 ) arranged deflection roller ( 25 ) is directly or indirectly tempered.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the deflection roller ( 25 ) Channels ( 27 ) for receiving heating or cooling elements ( 28 ) or for the passage of heating or cooling means.

Device for coating strip-shaped substrates according to patent application DE 10 2012 205 254, characterized in that the substrate strip ( 1 ) in an area of the coating process, hereinafter referred to as the temperature range ( 20 ), is tempered by means of a device according to one of claims 4 to 9.

Apparatus according to claim 5, characterized in that at least one lock chamber ( 8th ) and at least one process chamber ( 9 ) is provided that at the beginning of the transport path a donor roll ( 5 ) for unwinding the substrate strip ( 1 ) is arranged and that at the end of the transport path to a pickup roller ( 6 ) for winding the substrate strip ( 1 ), wherein the donor roll ( 5 ) and the pickup roller ( 6 ) in the same lock chamber ( 8th ) of the coating device are arranged.